Trước khi gây ra vụ trọng án này, Tâm đã bị TAND quận Ba Đình, Hà Nội xử phạt 24 tháng tù (án treo) và thời hạn thử thách là 36 tháng về tội lừa đảo chiếm đoạt tài sản. Phiên xử ngoài sự xuất hiện của gia đình bị hại còn có nhiều người thân của bị cáo. Giống như tâm trạng đau lòng của gia đình bị hại khi mất người thân, người thân trong gia đình bị cáo cũng như những người tham dự phiên tòa đều cảm thấy lạnh người khi nghe bị cáo khai lại trước HĐXX rành rẽ đến từng chi tiết của vụ trọng án kinh hoàng này.
Theo cáo trạng, tháng 9/2010, Tâm cùng một số người thân thuê trọ tại nhà ông Lưu. Quá trình sinh sống tại đây, Tâm sử dụng xe máy Wave BKS 30X- 9842 của con trai Tâm làm phương tiện chở khách kiếm tiền.
Đầu năm 2011, Tâm mang đặt chiếc xe máy trên cho một hiệu cầm đồ ở huyện Từ Liêm để vay số tiền 7 triệu đồng. Số tiền đặt xe được Tâm sử dụng chơi lô đề và bị thua nên không còn tiền để chuộc xe.
Ông Lưu đến nhà trọ và biết việc Tâm mang xe máy đi cầm đồ lấy tiền chơi lô đề và bị thua hết nên mắng Tâm rằng, "Ở quê ra mà không chịu tu chí làm ăn còn cờ bạc thì lấy tiền đâu mà sống". Tâm cãi lại thì bị ông Lưu dọa đuổi không cho thuê phòng trọ nữa.
Lợi dụng lúc ông Lưu không để ý, Tâm cầm chiếc khóa càng xe máy đập vào đầu ông Lưu khiến ông gục xuống. Sau đó Tâm túm cổ áo kéo ông Lưu vào khu nhà trọ và lấy dao nhọn đâm hai nhát vào ngực ông Lưu. Thấy ông Lưu chưa chết, Tâm lấy chiếc khóa càng xe máy đập liên tiếp vào vùng đầu ông Lưu cho đến khi ông Lưu tử vong. Gây án xong, Tâm lục túi áo nạn nhân lấy điện thoại rồi bỏ trốn.
Xét thấy hành vi phạm tội của Vũ Trọng Tâm là đặc biệt nghiêm trọng, HĐXX đã tuyên phạt bị cáo mức án tử hình. Ngoài hình phạt tù, HĐXX còn buộc bị cáo phải bồi thường về dân sự cho gia đình bị hại theo luật định